Поверхностный монтаж, применение чип (smd) компонентов

Содержание

ИЖ 21261 › Бортжурнал › Поверхностный(SMD) монтаж в домашних условиях, от начала до конца

Прижало мне для одного из проектов делать плату под МК ATtiny2313, Решил сделать фото отчет, авось кому пригодится.

Я стараюсь использовать DIP(монтаж в отверстие) компоненты как можно меньше, они занимают гораздо больше места, да и сверловка отверстий удовольствие не из лучших, куда удобней SMD(Поверхностный монтаж), прилепил на площадку и готово, дырки сверлить разве что для перехода на обратную сторону платы.

Данный метод изготовления платы называют ЛУТ(Лазерно Утюжная Технология)

Начинается все с проектирования самой платы, в моем случае она предельно простая(площадка с разведенными выводами для припайки проводников).
Печатать нужно на лазерном принтере, самым жирным слоем на глянцевой фотобумаге, ЗЕРКАЛЬНОЕ ОТРАЖЕНИЕ будущей платы.

В моем случае текстолит был двусторонний и принято решение сделать сдвоенную плату, функционально обе стороны абсолютно одинаковы

Текстолит проходим 600 шкуркой и обезжириваем, после чего за фольгу лучше не браться.

Аккуратно укладываем наши дорожки на текстолит, если боитесь что сползет, можно в углах подальше от дорожек приклеить бумагу к текстолиту.

И самое веселое, укладываем этот бутерброд на ровную, жаропрочную поверхность(у меня это лист эбонита), устанавливаем сверху заранее прогретый до максимума утюг, с силой прижимаем его к плате стараясь не шевелить минуты 2-3.

После того как утюг как следует прогреет текстолит, (глянцевая бумага к нему прилипнет, в большинстве своем из за тонера который еще при печати плотно вцепился в бумагу а под действием тепла от утюга вцепился и в текстолит) Начинаем аккуратно проглаживать бумагу попутно прижимая ее утюгом до тех пор, пока через нее не начнут проступать дорожки, убедитесь что видите все ключевые дорожки и можете смело снимать утюг.

Даем текстолиту остыть несколько минут, после чего можно аккуратно оторвать бумагу. Есть мнение что предварительно ее стоит размочить в холодной воде и аккуратно соскоблить, мне такой метод не нравится, он слишком трудозатратен, к тому же тонер довольно прочно вцепился в текстолит и если он от него отвалился, то никакие водные процедуры ему не помогут.

Как не пытайся, а безупречно сделать очень тяжело, всегда будут мелкие огрехи, их следует устранить именно на этой стадии, если где то не хватает дорожки, ее можно нарисовать любой эмалью или лаком(для ногтей тоже подходит, главное чтоб блесток не было). Давным давно купил для таких случаев хитрый маркер для рисования дорожек, стоит порядка 200р, но в мелких масштабах работает у меня добрых 3.5 года.
Если же где то дорожки наоборот слились, самый простой способ это разделить их иголкойострым шиломскальпелем(мой вариант).

Лицевая сторона, косяков практически нет.

Обратная сторона, по всей видимости бумага в какой то момент сместилась и свезла рисунок, слияние контактов микрухи я не заметил и протравил плату уже с ними, пришлось исправлять уже готовую плату что порядком геморойней,

И так, у нас есть плата с распечатанными на ней дорожками, теперь нужно ее протравить, делать это можно десятком разных способов, мне больше всего нравится Персульфат аммония,

Выделяем подходящую по размеру тару, насыпаем туда порошок и добавляем теплой воды(чем выше температура, тем быстрее идет процесс, но не стоит доводить до абсурда и лить кипяток).
У меня одна и та же банка используется добрых 2 года, раствор из нее не сливаю вовсе, просто досыпаю свежий порошок, отработанный раствор приобретает голубой цвет по мере насыщения медью.

Работать с раствором следует в резиновых перчатках и защитных очках, ожоги оставляет в момент.

Отработанный раствор из которого за год хранения испарилась вода.

Добавление свежего порошка

Изначально чистый раствор будет прозрачным, по мере насыщения будет приобретать синий цвет.
Опускаем туда будущую плату и начинаем аккуратно помешивать раствор.

По началу медь просто поменяет цвет и какое то время будет создаваться впечатление что ничего не происходит. Но какое то время спустя(2-20мин в зависимости от концентрации) процесс травления начнет проявляться очень активно.

Как только раствор сожрет всю лишнюю медь, вынимаем из него плату и промываем под проточной водой, после чего плату снова можно брать голыми руками

Теперь нужно удалить тонер с дорожек, делать это можно любым растворителем, подойдет даже уайт спирит. После оттирания тонера, плату следует промыть в мыльной воде, можно просто помыть мылом руки держа в руках плату если позволяют ее габариты.

А вот собственно и мой недосмотр, пришлось исправлять уже механически, буквально вырезать перемычки между дорожками.

Поверхностный монтаж, применение ЧИП (SMD) компонентов

Современная радиоаппаратура строится в основном только на так называемых чип компонентах, это чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и прочее. Выводные радиодетали, которые мы привыкли выпаивать со старых телевизоров и магнитофонов и которые радиолюбители обычно применяют для сборки своих схем и устройств, все реже применяются в современной радиоаппаратуре.

В чем же заключаются плюсы применения таких чип элементов? Давайте разберемся.

Плюсы данного вида монтажа

Во первых, применение чип компонентов заметно уменьшает размеры готовых печатных плат, уменьшается их вес, как следствие для этого устройства потребуется небольшой компактный корпус. Так можно собрать очень компактные и миниатюрные устройства. Применение чип элементов заставляет экономить печатную плату (стеклотекстолит), а так же хлорное железо для их травления, кроме того, не приходиться тратить время на высверливание отверстий, в любом случае, на это уходит не так много времени и средств.
Платы изготовленные таким образом легче ремонтировать и легче заменять радиоэлементы на плате. Можно делать двухсторонние платы, и размещать элементы на обеих сторонах платы. Ну и экономия средств, ведь чип компоненты стоят дешево, а оптом брать их очень выгодно.

Для начала, давайте определимся с термином поверхностный монтаж, что же это означает? Поверхностный монтаж – это технология производства печатных плат, когда радиодетали размещаются со стороны печатных дорожек, для их размещения на плате не приходится высверливать отверстия, если коротко, то это означает “монтаж на поверхность”. Данная технология является наиболее распространенным на сегодняшний день.

Кроме плюсов есть конечно же и минусы. Платы собранные на чип компонентах боятся сгибов и ударов, т.к. после этого радиодетали, особенно резисторы с конденсаторами просто напросто трескаются. Чип компоненты не переносят перегрева при пайке. От перегрева они часто трескаются и появляются микротрещины. Дефект проявляет себя не сразу, а только в процессе эксплуатации

Типы и виды чип радиодеталей

Резисторы и конденсаторы

Чип компоненты (резисторы и конденсаторы) в первую очередь разделяются по типоразмерам, бывают 0402 – это самые маленькие радиодетали, очень мелкие, такие применяются например в сотовых телефонах, 0603 – так же миниатюрные, но чуть больше чем предыдущие, 0805 – применяются например в материнских платах, самые ходовые, затем идут 1008, 1206 и так далее.

Ниже дана более таблица с указанием размеров некоторых элементов:
[0402] – 1,0 × 0,5 мм
[0603] – 1,6 × 0,8 мм
[0805] – 2,0 × 1,25 мм
[1206] – 3,2 × 1,6 мм
[1812] – 4,5 × 3,2 мм

Все чип резисторы обозначаются кодовой маркировкой, хоть и дана методика расшифровки этих кодов, многие все равно не умеют расшифровывать номиналы этих резисторов, в связи с этим я расписал коды некоторых резисторов, взгляните на таблицу.

Читайте также:  Простой тестер униполярных шаговых двигателей на attiny2313 и uln2004

Примечание: В таблице ошибка: 221 “Ом” следует читать как “220 Ом”.

Что касается конденсаторов, они никак не обозначаются и не маркируются, поэтому, когда будете покупать их, попросите продавца подписать ленты, иначе, понадобится точный мультиметр с функцией определения емкостей.

Транзисторы

В основном радиолюбители применяют транзисторы вида SOT-23, про остальные я рассказывать не буду. Размеры этих транзисторов следующие: 3 × 1,75 × 1,3 мм.

Как видите они очень маленькие, паять их нужно очень аккуратно и быстро. Ниже дана распиновка выводов таких транзисторов:

Распиновка у большинства транзисторов в таком корпусе именно такая, но есть и исключения, так что прежде чем запаивать транзистор проверьте распиновку выводов, скачав даташит к нему. Подобные транзисторы в большинстве случаев обозначаются с одной буквой и 1 цифрой.

Диоды и стабилитроны

Диоды как и резисторы с конденсаторами, бывают разных размеров, более крупные диоды обозначают полоской с одной стороны – это катод, а вот миниатюрные диоды могут отличаться в метках и цоколевке. Такие диоды обозначаются обычно 1-2 буквами и 1 или 2 цифрами.

Стабилитроны, так же как и диоды, обозначаются полоской с краю корпуса. Кстати, из-за их формы, они любят убегать с рабочего места, очень шустрые, а если упадет, то и не найдешь, поэтому кладите их например в крышку от баночки с канифолью.

Микросхемы и микроконтроллеры

Микросхемы бывают в разных корпусах, основные и часто применяемые типы корпусов показаны ниже на фото. Самый не хороший тип корпуса это SSOP – ножки этих микросхем располагаются настолько близко, что паять без соплей практически нереально, все время слипаются ближайшие вывода. Такие микросхемы нужно паять паяльником с очень тонким жалом, а лучше паяльным феном, если такой имеется, методику работы с феном и паяльной пастой я расписывал в этой статье.

Следующий тип корпуса это TQFP, на фото представлен корпус с 32мя ногами (микроконтроллер ATmega32), как видите корпус квадратный, и ножки расположены с каждой его стороны, самый главный минус таких корпусов заключается в том, что их сложно отпаивать обычным паяльником, но можно. Что же касается остальных типов корпусов, с ними намного легче.

Как и чем паять чип компоненты?

Чип радиодетали лучше всего паять паяльной станцией со стабилизированной температурой, но если таковой нет, то остается только паяльником, обязательно включенным через регулятор! (без регулятора у большинства обычных паяльников температура на жале достигает 350-400*C). Температура пайки должна быть около 240-280*С. Например при работе с бессвинцовыми припоями, имеющими температуру плавления 217-227*С, температура жала паяльника должна составлять 280-300°С. В процессе пайки необходимо избегать избыточно высокой температуры жала и чрезмерного времени пайки. Жало паяльника должно быть остро заточено, в виде конуса или плоской отвертки.

Рекомендации по пайке чип компонентов

Печатные дорожки на плате необходимо облудить и покрыть спирто-канифольным флюсом. Чип компонент при пайке удобно поддерживать пинцетом или ногтем, паять нужно быстро, не более 0.5-1.5 сек. Сначала запаивают один вывод компонента, затем убирают пинцет и паяют второй вывод. Микросхемы нужно очень точно совмещать, затем запаивают крайние вывода и проверяют еще раз, все ли вывода точно попадают на дорожки, после чего запаивают остальные вывода микросхемы.

Если при пайке микросхем соседние вывода слиплись, используйте зубочистку, приложите ее между выводами микросхемы и затем коснитесь паяльником одного из выводов, при этом рекомендуется использовать больше флюса. Можно пойти другим путем, снять экран с экранированного провода и собрать припой с выводов микросхемы.

Несколько фотографий из личного архива

Заключение

Поверхностный монтаж позволяет экономить средства и делать очень компактные, миниатюрные устройства. При всех своих минусах, которые имеют место, результирующий эффект, несомненно, говорит о перспективности и востребованности данной технологии.

Поверхностный монтаж, применение ЧИП (SMD) компонентов

Современная радиоаппаратура строится в основном только на называемых так чип компонентах, это чип конденсаторы, резисторы, микросхемы и прочее. Выводные радиодетали, привыкли мы которые выпаивать со старых телевизоров и магнитофонов и радиолюбители которые обычно применяют для сборки схем своих и устройств, все реже применяются в радиоаппаратуре современной.

В чем же заключаются плюсы применения чип таких элементов? Давайте разберемся.

Плюсы вида данного монтажа

Во первых, применение чип заметно компонентов уменьшает размеры готовых печатных уменьшается, плат их вес, как следствие для устройства этого потребуется небольшой компактный корпус. можно Так собрать очень компактные и миниатюрные Применение. устройства чип элементов заставляет экономить плату печатную (стеклотекстолит), а так же хлорное железо травления их для, кроме того, не приходиться тратить высверливание на время отверстий, в любом случае, на это так не уходит много времени и средств.
Платы таким изготовленные образом легче ремонтировать и легче радиоэлементы заменять на плате. Можно делать двухсторонние размещать, и платы элементы на обеих сторонах платы. Ну и средств экономия, ведь чип компоненты стоят оптом, а дешево брать их очень выгодно.

Для давайте, начала определимся с термином поверхностный монтаж, это же что означает? Поверхностный монтаж – это производства технология печатных плат, когда радиодетали стороны со размещаются печатных дорожек, для их размещения на приходится не плате высверливать отверстия, если коротко, то означает это “монтаж на поверхность”. Данная технология наиболее является распространенным на сегодняшний день.

Кроме есть плюсов конечно же и минусы. Платы собранные на компонентах чип боятся сгибов и ударов, т.к. после радиодетали этого, особенно резисторы с конденсаторами просто трескаются напросто. Чип компоненты не переносят перегрева пайке при. От перегрева они часто трескаются и микротрещины появляются. Дефект проявляет себя не сразу, а процессе в только эксплуатации

Типы и виды чип Резисторы

радиодеталей и конденсаторы

Чип компоненты (резисторы и первую) в конденсаторы очередь разделяются по типоразмерам, бывают это – 0402 самые маленькие радиодетали, очень такие, мелкие применяются например в сотовых телефонах, так – 0603 же миниатюрные, но чуть больше чем 0805, предыдущие – применяются например в материнских платах, ходовые самые, затем идут 1008, 1206 и далее так.

Ниже дана таблица более с указанием размеров некоторых элементов:
[0603] – 1,0 x 0,5 мм
[0402] – 1,6 x 0,8 мм
[0805] – 2,0 x 1,25 мм
[1206] – 3,2 x 1,6 мм
[1812] – 4,5 x 3,2 мм

Все резисторы чип обозначаются кодовой маркировкой, хоть и методика дана расшифровки этих кодов, многие равно все не умеют расшифровывать номиналы этих связи, в резисторов с этим я расписал коды некоторых взгляните, резисторов на таблицу.

Примечание: В таблице ошибка: следует “Ом” 221 читать как “220 Ом”.

Что конденсаторов касается, они никак не обозначаются и не маркируются, когда, поэтому будете покупать их, попросите продавца ленты подписать, иначе, понадобится точный мультиметр с определения функцией емкостей.

Транзисторы

В основном радиолюбители транзисторы применяют вида SOT-23, про остальные я буду не рассказывать. Размеры этих транзисторов следующие: 3 x 1,75 x 1,3 мм.

видите Как они очень маленькие, паять их очень нужно аккуратно и быстро. Ниже дана выводов распиновка таких транзисторов:

Распиновка у большинства таком в транзисторов корпусе именно такая, но есть и так, исключения что прежде чем запаивать проверьте транзистор распиновку выводов, скачав даташит к Подобные. нему транзисторы в большинстве случаев обозначаются с буквой одной и 1 цифрой.

Диоды и стабилитроны

Диоды резисторы и как с конденсаторами, бывают разных размеров, крупные более диоды обозначают полоской с одной это – стороны катод, а вот миниатюрные диоды отличаться могут в метках и цоколевке. Такие диоды обычно обозначаются 1-2 буквами и 1 или 2 цифрами.

Стабилитроны, так же как и диоды, полоской обозначаются с краю корпуса. Кстати, из-за их формы, любят они убегать с рабочего места, очень если, а шустрые упадет, то и не найдешь, поэтому кладите их крышку в например от баночки с канифолью.

Микросхемы и микроконтроллеры

бывают Микросхемы в разных корпусах, основные и часто типы применяемые корпусов показаны ниже на фото. хороший не Самый тип корпуса это SSOP – этих ножки микросхем располагаются настолько близко, паять что без соплей практически нереально, время все слипаются ближайшие вывода. Такие нужно микросхемы паять паяльником с очень тонким лучше, а жалом паяльным феном, если такой методику, имеется работы с феном и паяльной пастой я этой в расписывал статье.

Следующий тип корпуса TQFP это, на фото представлен корпус с 32мя микроконтроллер (ногами ATmega32), как видите корпус ножки, и квадратный расположены с каждой его стороны, главный самый минус таких корпусов заключается в что, том их сложно отпаивать обычным паяльником, но Что. можно же касается остальных типов корпусов, с намного ними легче.

Как и чем паять компоненты? чип

Чип радиодетали лучше всего паяльной паять станцией со стабилизированной температурой, но если нет таковой, то остается только паяльником, обязательно через включенным регулятор! (без регулятора у большинства паяльников обычных температура на жале достигает 350-Температура*C). 400 пайки должна быть около 280-240*С. Например при работе с бессвинцовыми имеющими, припоями температуру плавления 217-227*С, жала температура паяльника должна составлять 280-процессе°С. В 300 пайки необходимо избегать избыточно температуры высокой жала и чрезмерного времени пайки. паяльника Жало должно быть остро заточено, в конуса виде или плоской отвертки.

Читайте также:  Увеличение чувствительности приемника

Рекомендации по чип пайке компонентов

Печатные дорожки на плате облудить необходимо и покрыть спирто-канифольным флюсом. компонент Чип при пайке удобно поддерживать или пинцетом ногтем, паять нужно быстро, не сек 0.5-1.5 более. Сначала запаивают один вывод затем, компонента убирают пинцет и паяют второй Микросхемы. вывод нужно очень точно совмещать, запаивают затем крайние вывода и проверяют еще все, раз ли вывода точно попадают на дорожки, чего после запаивают остальные вывода микросхемы.

при Если пайке микросхем соседние вывода используйте, слиплись зубочистку, приложите ее между выводами затем и микросхемы коснитесь паяльником одного из выводов, этом при рекомендуется использовать больше флюса. пойти Можно другим путем, снять экран с провода экранированного и собрать припой с выводов микросхемы.

фотографий Несколько из личного архива

Заключение

Поверхностный позволяет монтаж экономить средства и делать очень миниатюрные, компактные устройства. При всех своих которые, минусах имеют место, результирующий эффект, говорит, несомненно о перспективности и востребованности данной технологии.

Урок 6 – SMD компоненты

SMD компоненты

Мы уже познакомились с основными радиодеталями: резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, микросхемами и т.п., а также изучили, как они монтируются на печатную плату. Ещё раз вспомним основные этапы этого процесса: выводы всех компонентов пропускают в отверстия, имеющиеся в печатной плате. После чего выводы обрезаются, и затем с обратной стороны платы производится пайка (см. рис.1).
Этот уже известный нам процесс называется DIP-монтаж. Такой монтаж очень удобен для начинающих радиолюбителей: компоненты крупные, паять их можно даже большим «советским» паяльником без помощи лупы или микроскопа. Именно поэтому все наборы Мастер Кит для самостоятельной пайки подразумевают DIP-монтаж.

Рис. 1. DIP-монтаж

Но DIP-монтаж имеет очень существенные недостатки:

– крупные радиодетали не подходят для создания современных миниатюрных электронных устройств;
– выводные радиодетали дороже в производстве;
– печатная плата для DIP-монтажа также обходится дороже из-за необходимости сверления множества отверстий;
– DIP-монтаж сложно автоматизировать: в большинстве случаях даже на крупных заводах по производству электронику установку и пайку DIP-деталей приходится выполнять вручную. Это очень дорого и долго.

Поэтому DIP-монтаж при производстве современной электроники практически не используется, и на смену ему пришёл так называемый SMD-процесс, являющийся стандартом сегодняшнего дня. Поэтому любой радиолюбитель должен иметь о нём хотя бы общее представление.

SMD монтаж

SMD компоненты (чип-компоненты) — это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату с использованием технологии монтирования на поверхность — SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ. surface mounted device). Процесс монтажа и пайки чип-компонентов правильно называть SMT-процессом. Говорить «SMD-монтаж» не совсем корректно, но в России прижился именно такой вариант названия техпроцесса, поэтому и мы будем говорить так же.

На рис. 2. показан участок платы SMD-монтажа. Такая же плата, выполненная на DIP-элементах, будет иметь в несколько раз большие габариты.

SMD монтаж имеет неоспоримые преимущества:

– радиодетали дешёвы в производстве и могут быть сколь угодно миниатюрны;
– печатные платы также обходятся дешевле из-за отсутствия множественной сверловки;
– монтаж легко автоматизировать: установку и пайку компонентов производят специальные роботы. Также отсутствует такая технологическая операция, как обрезка выводов.

SMD-резисторы

Знакомство с чип-компонентами логичнее всего начать с резисторов, как с самых простых и массовых радиодеталей.
SMD-резистор по своим физическим свойствам аналогичен уже изученному нами «обычному», выводному варианту. Все его физические параметры (сопротивление, точность, мощность) точно такие же, только корпус другой. Это же правило относится и ко всем другим SMD-компонентам.

Рис. 3. ЧИП-резисторы

Типоразмеры SMD-резисторов

Мы уже знаем, что выводные резисторы имеют определённую сетку стандартных типоразмеров, зависящих от их мощности: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W и т.п.
Стандартная сетка типоразмеров имеется и у чип-резисторов, только в этом случае типоразмер обозначается кодом из четырёх цифр: 0402, 0603, 0805, 1206 и т.п.
Основные типоразмеры резисторов и их технические характеристики приведены на рис.4.

Рис. 4 Основные типоразмеры и параметры чип-резисторов

Маркировка SMD-резисторов

Резисторы маркируются кодом на корпусе.
Если в коде три или четыре цифры, то последняя цифра означает количество нулей, На рис. 5. резистор с кодом «223» имеет такое сопротивление: 22 (и три нуля справа) Ом = 22000 Ом = 22 кОм. Резистор с кодом «8202» имеет сопротивление: 820 (и два нуля справа) Ом = 82000 Ом = 82 кОм.
В некоторых случаях маркировка цифробуквенная. Например, резистор с кодом 4R7 имеет сопротивление 4.7 Ом, а резистор с кодом 0R22 – 0.22 Ом (здесь буква R является знаком-разделителем).
Встречаются и резисторы нулевого сопротивления, или резисторы-перемычки. Часто они используются как предохранители.
Конечно, можно не запоминать систему кодового обозначения, а просто измерить сопротивление резистора мультиметром.

Рис. 5 Маркировка чип-резисторов

Керамические SMD-конденсаторы

Внешне SMD-конденсаторы очень похожи на резисторы (см. рис.6.). Есть только одна проблема: код ёмкости на них не нанесён, поэтому единственный способ ёё определения – измерение с помощью мультиметра, имеющего режим измерения ёмкости.
SMD-конденсаторы также выпускаются в стандартных типоразмерах, как правило, аналогичных типоразмерам резисторов (см. выше).

Рис. 6. Керамические SMD-конденсаторы

Электролитические SMS-конденсаторы

Рис.7. Электролитические SMS-конденсаторы

Эти конденсаторы похожи на своих выводных собратьев, и маркировка на них обычно явная: ёмкость и рабочее напряжение. Полоской на «шляпке» конденсатора маркируется его минусовой вывод.

SMD-транзисторы

Транзисторы мелкие, поэтому написать на них их полное наименование не получается. Ограничиваются кодовой маркировкой, причём какого-то международного стандарта обозначений нет. Например, код 1E может обозначать тип транзистора BC847A, а может – какого-нибудь другого. Но это обстоятельство абсолютно не беспокоит ни производителей, ни рядовых потребителей электроники. Сложности могут возникнуть только при ремонте. Определить тип транзистора, установленного на печатную плату, без документации производителя на эту плату иногда бывает очень сложно.

SMD-диоды и SMD-светодиоды

Фотографии некоторых диодов приведены на рисунке ниже:

Рис.9. SMD-диоды и SMD-светодиоды

На корпусе диода обязательно указывается полярность в виде полосы ближе к одному из краев. Обычно полосой маркируется вывод катода.

SMD-cветодиод тоже имеет полярность, которая обозначается либо точкой вблизи одного из выводов, либо ещё каким-то образом (подробно об этом можно узнать в документации производителя компонента).

Определить тип SMD-диода или светодиода, как и в случае с транзистором, сложно: на корпусе диода выштамповывается малоинформативный код, а на корпусе светодиода чаще всего вообще нет никаких меток, кроме метки полярности. Разработчики и производители современной электроники мало заботятся о её ремонтопригодности. Подразумевается, что ремонтировать печатную плату будет сервисный инженер, имеющий полную документацию на конкретное изделие. В такой документации чётко описано, на каком месте печатной платы установлен тот или иной компонент.

Установка и пайка SMD-компонентов

SMD-монтаж оптимизирован в первую очередь для автоматической сборки специальными промышленными роботами. Но любительские радиолюбительские конструкции также вполне могут выполняться на чип-компонентах: при достаточной аккуратности и внимательности паять детали размером с рисовое зёрнышко можно самым обычным паяльником, нужно знать только некоторые тонкости.

Но это тема для отдельного большого урока, поэтому подробнее об автоматическом и ручном SMD-монтаже будет рассказано отдельно.

SMD компоненты

В наш бурный век электроники главными преимуществами электронного изделия являются малые габариты, надежность, удобство монтажа и демонтажа (разборка оборудования), малое потребление энергии а также удобное юзабилити (от английского – удобство использования). Все эти преимущества ну никак не возможны без технологии поверхностного монтажа – SMT технологии (Surface Mount Technology), и конечно же, без SMD компонентов.

Что такое SMD компоненты

SMD компоненты используются абсолютно во всей современной электронике. SMD (Surface Mounted Device), что в переводе с английского – “прибор, монтируемый на поверхность”. В нашем случае поверхностью является печатная плата, без сквозных отверстий под радиоэлементы:

В этом случае SMD компоненты не вставляются в отверстия плат. Они запаиваются на контактные дорожки, которые расположены прямо на поверхности печатной платы. На фото ниже контактные площадки оловянного цвета на плате мобильного телефона, на котором раньше были SMD компоненты.

Плюсы SMD компонентов

Самыми большим плюсом SMD компонентов являются их маленькие габариты. На фото ниже простые резисторы и SMD резисторы:

Благодаря малым габаритам SMD компонентов, у разработчиков появляется возможность размещать большее количество компонентов на единицу площади, чем простых выводных радиоэлементов. Следовательно, возрастает плотность монтажа и в результате этого уменьшаются габариты электронных устройств. Так как вес SMD компонента в разы легче, чем вес того же самого простого выводного радиоэлемента, то и масса радиоаппаратуры будет также во много раз легче.

У простых радиоэлементов всегда есть паразитные параметры. Это может быть паразитная индуктивность или емкость. Вот, например, эквивалентная схема простого конденсатора, где сопротивление диэлектрика между обкладками, R – сопротивление выводов, L – индуктивность между выводами.

В SMD компонентах эти параметры минимизированы, потому как их габариты очень малы. Вследствие этого улучшается качество передачи слабых сигналов, а также возникают меньшие помехи в высокочастотных схемах, благодаря меньшим значениям паразитных параметров.

Читайте также:  Сенсорный выключатель подсветки

SMD компоненты намного проще выпаивать. Для этого нам потребуется паяльная станция с феном. Как выпаивать и запаивать SMD компоненты, можете прочитать в статье как правильно паять SMD. Запаивать их намного труднее. На заводах их располагают на печатной плате специальные роботы. Вручную на производстве их никто не запаивает, кроме радиолюбителей и ремонтников радиоаппаратуры.

Основные виды SMD компонентов

Давайте рассмотрим основные SMD элементы, используемые в наших современных устройствах. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности с малым номиналом, предохранители, диоды и другие компоненты выглядят как обычные маленькие прямоугольники, а точнее, параллелепипеды))

На платах без схемы невозможно узнать, то ли это резистор, то ли конденсатор то ли вообще катушка. Китайцы метят как хотят. На крупных SMD элементах все-таки ставят код или цифры, чтобы определить их принадлежность и номинал. На фото ниже в красном прямоугольнике помечены эти элементы. Без схемы невозможно сказать, к какому типу радиоэлементов они относятся, а также их номинал.

Типоразмеры SMD компонентов могут быть разные. Вот здесь есть описание типоразмеров для резисторов и конденсаторов. Вот, например, прямоугольный SMD конденсатор желтого цвета. Еще их называют танталовыми или просто танталами:

А вот так выглядят SMD транзисторы:

Есть еще и такие виды SMD транзисторов:

Катушки индуктивности, которые обладают большим номиналом, в SMD исполнении выглядят вот так:

Ну и конечно, как же без микросхем в наш век микроэлектроники! Существует очень много SMD типов корпусов микросхем, но я их делю в основном на две группы:

1) Микросхемы, у которых выводы параллельны печатной плате и находятся с двух сторон или по периметру.

2) Микросхемы, у которых выводы находятся под самой микросхемой. Это особый класс микросхем, называется BGA (от английского Ball grid array – массив из шариков). Выводы таких микросхем представляют из себя простые припойные шарики одинаковой величины.

На фото ниже BGA микросхема и обратная ее сторона, состоящая из шариковых выводов.

Микросхемы BGA удобны производителям тем, что они очень сильно экономят место на печатной плате, потому что таких шариков под какой-нибудь микросхемой BGA могут быть тысячи. Это значительно облегчает жизнь производителям, но нисколько не облегчает жизнь ремонтникам.

Многослойные платы

Так как в аппаратуре с SMD компонентами очень плотный монтаж, то и дорожек в плате должно быть больше. Не все дорожки влезают на одну поверхность, поэтому печатные платы делают многослойными. Если аппаратура сложная и имеет очень много SMD компонентов, то и в плате будет больше слоев. Это как многослойный торт из коржей. Печатные дорожки, связывающие SMD компоненты, находятся прямо внутри платы и их никак нельзя увидеть. Пример многослойных плат – это платы мобильных телефонов, платы компьютеров или ноутбуков (материнская плата, видеокарта, оперативная память и тд).

На фото ниже синяя плата – Iphone 3g, зеленая плата – материнская плата компьютера.

Все ремонтники радиоаппаратуры знают, что если перегреть многослойную плату, то она вздувается пузырем. При этом межслойные связи рвутся и плата приходит в негодность. Поэтому, главным козырем при замене SMD компонентов является правильно подобранная температура.

На некоторых платах используют обе стороны печатной платы, при этом плотность монтажа, как вы поняли, повышается вдвое. Это еще один плюс SMT технологии. Ах да, стоит учесть еще и тот фактор, что материала для производства SMD компонентов уходит в разы меньше, а себестоимость их при серийном производстве в миллионах штук обходится, в прямом смысле, в копейки.

Как паять SMD компоненты — краткая инструкция с фотографиями

в Справочник 0 3,098 Просмотров

Возможно, вы в ужасе от небольшого размера SMD компонентов, которые обычно используются в современной электронике. Но этого не стоит бояться! Вопреки расхожему мнению, пайка SMD компонентов намного проще, чем пайка THT элементов (англ. Through-hole Technology, THT — технология монтажа в отверстия).

У SMD компонентов, несомненно, есть много преимуществ:

  • низкая цена;
  • небольшие размеры — на одной поверхности можно разместить больше элементов;
  • не нужно сверлить отверстия, а в крайних случаях вообще ничего не надо сверлить;
  • вся пайка происходит на одной стороне, и нет необходимости постоянно ее переворачивать;

Итак, давайте посмотрим, что нам необходимо для пайки SMD компонентов:

  • Паяльник – подойдет обычный, не дорогой паяльник.
  • Пинцет — можно купить в аптеке.
  • Тонкий припой — например, диаметром 0,5 мм.
  • Флюс — канифоль растворенная в этиловом спирте или вы можете купить готовый флюс в шприце для пайки SMD деталей.

И что? Это все? Да! Для пайки большинства SMD компонентов не требуется никакого специального оборудования!

Пайка SMD в корпусе 1206, 0805, MELF, MINIMELF и т. д.

В этих корпусах производят резисторы, конденсаторы, диоды и светодиоды. Такие элементы поставляются в бумажных или пластиковых лентах, адаптированных к автоматической сборке. Такие ленты наматывают на барабаны и обычно содержат 5000 штук элементов, хотя, может быть, даже 20000 в одной катушке.

Такие катушки устанавливаются в сборочные машины, благодаря чему весь процесс производства может быть полностью автоматизирован. Роль человека в подобном производстве — это только установка новых катушек и контроль качества готовой продукции.

В названии корпуса закодированы размеры SMD компонента. Например, 1206 означает, что длина элемента составляет 120 mils, а ширина — 60 mils. Mils составляет 1/1000 дюйма или 0,0254 мм.

На практике чаще всего используются корпуса 1206, 0805, 0603, 0402, 0201, 01005. Для ручного монтажа идеально подходит корпус 1206, но даже 0402 можно паять вручную, хотя это довольно утомительно. Элементы MELF имеют цилиндрическую форму и чаще всего являются диодами или резисторами. Давайте теперь перейдем к делу!

Припаять диод в корпусе MELF

Прежде всего, мы должны облудить одну из контактных площадок. Мы обрабатываем площадку флюсом и прикасаемся к ней кончиком паяльника, и через некоторое время наносим припой. Припой должен немедленно расплавиться и равномерно покрыть всю площадку. Все, что вам нужно, это тонкий слой припоя — лучше, чтобы его было мало, чем слишком много.

Далее мы берем SMD компонент за боковые стороны и кладем его на место пайки. После этого следует разогреть ранее облуженную площадку и придавить в нее SMD компонент. Припой должен равномерно охватить вывод компонент.

Последний этап — пайка второго контакта. Здесь нет ничего сложного — мы прикасаемся к контакту и к площадке жалом паяльника, затем прикладываем к нему припой, который быстро плавиться, обволакивая место пайки ровным слоем.

На следующих рисунках показано, как припаивается конденсатор в корпусе 1206. Последовательность операций идентична приведенной выше.

Пайка SMD в корпусе SO8, SO14, SO28 и т. д.

В корпусах SO встречается большинство простых интегральных микросхем, такие как логические элементы, регистры, мультиплексоры, операционные усилители и компараторы. Они имеют относительно большой шаг выводов: 50mils. Вы можете легко припаять их без специального оборудования.

Первый шаг — лужение контактной площадки, расположенной в одном из углов. Мы касаемся площадки паяльником, нагреваем ее, а затем наносим немного припоя.

Далее берем микросхему с помощью пинцета и кладем ее на место пайки. Аналогично примеру с 1206, мы разогреваем облуженное поле, чтобы микросхема прилипала к плате. Если микросхема сдвинулась, то снова разогрейте контакт и отрегулируйте ее положение.

Если микросхема установлена правильно и держится надежно, то пропаиваем оставшиеся ножки. Прикладываем к ним жало паяльника, прогреваем, а затем прикасаемся к ним припоем, который, расплавляясь, обволакивает их. Чтобы сделать пайку качественнее следует применить флюс.

Пайка SMD в корпусе TQFP32, TQFP44, TQFP64 и т. д.

В принципе компоненты в корпусе TQFP тоже можно припаять без флюса, так же, как и SO, но мы хотим здесь наглядно показать, что дает активный флюс. Вы можете купить его в шприцах с надписью FLUX.

В следующем примере мы припаяем микросхему в корпус TQFP44.

Начнем с смазывания всех паяльных площадок флюсом. Флюс имеет густую консистенцию и очень липкий. Будьте осторожны, чтобы не испачкаться, потому что вы сможете отмыть его только растворителем.

Мы не будем предварительно облуживать, как писали ранее. Мы ставим микросхему сразу на ее место и устанавливаем в правильном положении.

До этого пайка осуществлялась острым жалом. Теперь продемонстрируем пайку жалом в форме ножа, которым одновременно можно припаять сразу несколько ножек.

Набираем немного припоя на кончике жала, а затем касаемся двух ножек в противоположных углах микросхемы. Таким образом, мы фиксируем микросхему, чтобы она не сдвигалась при пайке остальных ножек.

Теперь важно иметь на жале паяльника небольшое количество припоя. Если его много, протрите жало влажной губкой. Мы касаемся кончиком жала ножек, которые еще не пропаяны. Не следует опасаться замыкания ножек, поскольку благодаря использованию активного флюса этого можно избежать.

Если все-таки где-то произошло замыкание ножек припоем, то достаточно очистить жало паяльника, а затем распределить припой по соседним ножкам, или вовсе убрать его в сторону.

В заключение, нужно смыть активный флюс, так как через некоторое время он может окислить медь на плате. Для этого можно использовать этиловый или изопропиловый спирт.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector